Blattpigmente untersuchen - GLOBE

Pigmente sind farbige, Licht absorbierende Verbindungen. Struktur und Anzahl der Pigmente bestimmen
die Farbe. Das Blattpigment Chlorophyll unterstützt die Fotosynthese, indem es jene Energie
aus dem Sonnenlicht absorbiert, die für die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in Traubenzucker
(Glucose) oder Nahrung gebraucht wird. Chlorophyll verleiht den Blättern ihre grüne Farbe
und kann die anderen Pigmente verbergen. Es absorbiert alle im sichtbaren Licht enthaltenen Farben,
ausser Grün, welches reflektiert und so vom menschlichen Auge wahrgenommen wird. Wenn alle
Farben oder Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert und keine reflektiert werden, nimmt das
menschliche Auge das Pigment als schwarz wahr. Werden jedoch alle Wellenlängen reflektiert, nimmt
das menschliche Auge das Pigment als weiss wahr.
Im Herbst treten Änderungen in den Blättern laubwerfender Pflanzen auf, bevor sie letztendlich abfallen.
Werden die Blätter nicht mehr mit Wasser und Pflanzensaft versorgt, löst sich das Chlorophyll auf
und die Blätter verfärben sich. Wenn das Grün verblasst, kommen Orange, die Farbe des Carotin-
Pigments, und Gelb, die Farbe des Xanthophyll-Pigments, zum Vorschein. Diese Pigmente kommen
auch in Nahrungsmitteln wie Karotten, Bananen und Eigelb vor. Carotin und Xanthophyll sind weitere
Farbpigmente, die den Prozess der Fotosynthese unterstützen, indem sie ihre absorbierte Lichtenergie
dem Chlorophyll abgeben. Weitere chemische Veränderungen in den Blättern stimulieren die Produktion
von Anthocyane-Pigmenten, die als helles Rot und Violett wahrgenommen werden. Diese
finden sich häufig in Gemüse und Früchten wie Randen, roten Äpfeln und roten Trauben und Blumen
wie Veilchen und Hyazinthen. Im Herbst werden diese Pigmente durch den in Blättern gespeicherten
Traubenzucker (Glucose) hergestellt. Verschiedene Mischungen aus Chlorophyll und anderen Blattpigmenten
führen zu einer grossen Vielfalt an Herbstfarben. Braune Farben entstehen aus Gerbstoff,
einem bitteren Abfallprodukt. Es sollte nicht vergessen werden, dass Chlorophyll das wichtigste Fotosynthese-Pigment
ist. Die vom Chlorophyll absorbierte Lichtenergie wird direkt für die Fotosynthese
gebraucht, während die anderen Pigmente ihre absorbierte Lichtenergie erst dem Chlorophyll abgeben
müssen.
Die folgenden Untersuchungen können die Schüler/-innen einzeln oder in Gruppen durchführen.
Vorgehen – die einzelnen Arbeitsschritte
Vorbereitung
Schreiben Sie einige Wörter mit einem schwarzen, wasserlöslichen Filzstift auf ein weisses Blatt Papier.
Fordern Sie die Schüler/-innen auf, das Blatt genau anzuschauen. Wie viele Farben können die
Schüler/-innen sehen?
1. Fragen Sie die Schüler/-innen, ob sie wissen, was Pigmente sind.
2. Fragen Sie die Schüler/-innen, ob noch andere Farben in der schwarzen Tinte versteckt sein
könnten. Falls ja, warum? Falls die Schüler/-innen bei dieser Frage nicht mehr weiter wissen,
fragen Sie sie, welche Farben für die Herstellung der schwarzen Tinte verwendet werden
könnten. Haben die Schüler/-innen jemals Farben gemischt? Was waren ihre Beobachtungen?
Diskussion.
3. Fragen Sie die Schüler/-innen, wie sie herausfinden können, ob neben Schwarz noch andere
Pigmente in der schwarzen Tinte vorkommen.
4. Fragen Sie die Schüler/-innen, was ihrer Meinung nach passiert, wenn ein Punkt mit schwarzer
Tinte auf einen Streifen Filterpapier oder ein Papiertuch gemalt und die Spitze des Streifens
dann in Wasser getunkt wird.
Forschungsschritt 1
Einführende Lernaktivität für die Schüler/-innen der Mittel- und Oberstufe
(Diese Untersuchung kann auch mit Schüler/-innen der Unterstufe gemacht werden.)
Phänologie/Jahreszeiten Lernaktivität Farbpigmente - 4